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메타·융합 연구를 위한 ‘KAIST 메타융합관Ⅰ’ 준공
우리 대학이 'KAIST 메타융합관Ⅰ'을 대전 본원에 신축하고 9일 오전 준공식을 열었다.'KAIST 메타융합관Ⅰ'은 캠퍼스 서측 응용공학동과 KISTI 사이에 입지했으며, 21년 2월에 착공해 23년 10월 완공됐다. 지하 1층, 지상 7층의 규모로 연면적은 13,123.71㎡(약 3,970평)이다.국가와 인류가 직면하고 있는 난제 해결을 위해 우리 대학 핵심 연구 분야의 초경계적(transboundary)인 메타·융합(Meta-Convergence)을 위한 연구플랫폼으로 구축됐다. 향후 대규모 융합연구 사업단과 연구센터가 입주해 공동연구 문제를 발굴하고, 개방형 협업이 가능한 유연한 구조의 연구환경 공간으로 활용할 예정이다.
이날 준공식에는 이광형 총장, 이은우 감사 및 신성철 전 총장을 포함한 100여 명의 교직원이 참석했다.이광형 총장은 준공식 기념사를 통해 "앞으로 메타융합관이 KAIST의 글로벌·융합 연구 역량을 바탕으로 새로운 가치를 창출하는 중추적인 역할을 할 수 있기를 기대한다”고 말했다.
2024.07.10
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법대생이 제안한 ‘유산위험 측정기’ KAIST 아이디어 공모전 대상
"저출산 문제를 해결하려면 출산율뿐만 아니라 유산율도 주의 깊게 봐야 합니다"우리 대학이 'KAIST Crazy Day 아이디어 공모전' 시상식을 1일 오후 대전 본원에서 개최했다. 'KAIST Crazy Day 아이디어 공모전(이하 공모전)'은 인구 위기를 극복할 과학기술 아이디어를 찾기 위해 3월부터 진행한 대국민 공모전이다.
약 한 달간 제안서를 접수한 결과 254개의 아이디어가 접수되었고 2단계 서류 심사를 통과한 5개 팀이 지난달 말 대전 본원에서 열린 공개 발표심사에 참여했다.
대상은 '유산율 감소를 위한 휴대용 AI 태아측정기 개발'을 제안한 박인아·이다은·허한나 팀이 차지했다. 2002년생 동갑내기로 동국대학교 법학과에 재학 중인 이들은 인구 위기를 극복할 해법을 찾기 위해 최근 10년간 급증하는 유산율에 주목했다.
국민건강보험공단의 통계에 따르면 2013년부터 2022년까지 10년간 유산된 태아는 총 146만여 명에 달한다. 같은 기간 출생아 수는 348만여 명이다. 출산 대비 유산 비율도 지속해서 증가해 2013년 37.5%에서 2022년 49.4%까지 치솟았다. 이들은 잉태된 생명을 건강하게 지키는 것이 임신과 출산을 장려하는 것만큼 출산율 증가에 중요한 해법이란 전제 아래 24시간 태아의 상태를 관찰할 수 있는 초박형 기기를 제안했다. 최근 혈당 측정을 위해 널리 활용되고 있는 부착형 패치보다 더 얇게 제작된 초박형 패치를 산모에게 장착한 뒤 딥러닝 인공지능 기술을 활용해 태아의 안정성을 관찰하는 방식이다. 측정된 결과는 휴대전화 애플리케이션에서 언제든지 확인하고 이상 신호가 감지되면 기기가 산모와 의료기관에 실시간으로 통지해 위기 상황을 사전에 대비하는 것이 핵심이다. 또한, 수도권보다는 지방에 거주하는 여성의 유산율이 높은 문제를 해결하기 위해 분만 취약지 권역 의료시설과의 연계 방안도 함께 제안했다.
심사위원단은 "대상 팀의 아이디어는 임신 여성 3명 중 1명이 유산을 겪고 있는 상황에서 유산율을 절반으로만 떨어뜨려도 우리나라 출산율 제고에 큰 도움이 될 수 있는 제안"이라고 평가했다.
아이디어를 제안한 박인아 씨는 "인구문제 해결에 있어서 출산율뿐만 아니라 유산율이라는 새로운 시각의 접근을 긍정적으로 생각해 주시고 큰 상까지 주셔서 감사하다"라며, "인구문제는 복잡하고 어려운 도전이지만, 더 많은 사람이 이러한 문제에 관심을 가지고 함께 해결해 나갔으면 좋겠다"라고 소감을 밝혔다.
이와 함께, 할머니·할아버지가 알려주는 마을 여행 컨셉에 GPS· 3D 거리뷰 기술을 적용한 관광 안내 서비스 ‘할말’을 제안한 윤민지·안규리·이승민(충남대 재학생) 팀이 최우수상을 차지했다. 노인의 지적자산을 관광산업에 적용해 고령층을 생산 가능 인구로 전환하는 것이 핵심이다.
우수상은 '행복한 감정을 키우는 행복루틴 앱 챌린지'를 통해 형성한 행복한 습관이 출산율 증가와 인구 위기의 근본적 문제를 해결할 것이라고 제안한 유인근(인천 도담초 교사) 씨가 받았다.
송태오, 김은결(베트남 호치민 국제고 재학생) 팀은 온라인으로 최종 심사에 참여해 인공지능을 활용해 치명적 질병의 초기 증상을 발견하고 사용자에게 알리는 교류형 시스템 '하우스피탈(House+Hospital)'을 제안했다. 노인의 건강수명을 연장하고 청년층의 경제적 부담을 완화하는 아이디어를 높게 평가받아 우수상으로 선정됐다.
1일 오후 대전 본원에서 열린 시상식에서 대상 500만 원, 최우수상 300만 원, 우수상 각 100만 원의 상금과 총장상이 수여됐다.공모전을 총괄한 서용석 국가미래전략기술 정책연구소장은 "이번 공모에는 인구 위기와 관련해 전문가들이 간과하거나 놓치고 있었던 문제에 대한 다양한 아이디어와 해결 방안이 제시된 것은 물론 청년 세대들이 고령 세대와의 연대와 상생을 고민하고 있다는 점이 인상적이었다"라고 평가했다. 서 소장은 이어 "이번에 제시된 아이디어들이 실제 R&D로 추진될 수 있도록 과기부나 보건복지부에 제안할 예정"이라고 덧붙였다.
2024.07.02
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카카오임팩트와 사회문제 해결 기여를 위한 기술 생태계 조성 업무 협약 체결
우리 대학이 카카오임팩트(이사장 홍은택)와 2월 28일 사회 변화 및 사회 문제 해결에 기여하는 기술 개발 및 기술 인력 발굴을 위해 업무 협약을 체결했다. 카카오임팩트와 우리 대학은 사회 변화에 기여하는 인재를 양성하고, 임팩트 기술 생태계의 조성을 위해 힘을 모을 예정이다.
이번 업무 협약은 카카오임팩트의 새로운 이니셔티브(Initiative)인 '테크 포 임팩트(Tech for Impact)'의 일환으로 진행한다. 테크 포 임팩트는 디지털 기술과 소셜 임팩트 영역이 만나면 사회 문제 해결을 위해 더 큰 변화와 영향력이 발휘될 수 있다는 것을 전제로, 소셜 벤처나 비영리 스타트업 등의 소셜 임팩트 조직과 기술 인력 간의 연결을 지향한다는 의미를 담고 있다.
카카오임팩트와 우리 대학은는 테크 포 임팩트의 추진을 위해 ▲프로젝트 수업 개설 ▲임팩트 조직 대상 기술 및 인력 지원 ▲기술 개발 및 기술 윤리 관련 연구 협력 등을 함께 진행한다.
먼저, 오는 2023년 2학기에 전산학부 학생들을 대상으로 하는 테크 포 임팩트 수업을 개설해 사회 문제 해결을 위한 인식과 감수성을 제고하고, 디지털 기술의 사회적 활용을 제안하는 프로젝트를 운영할 계획이다. 해당 수업의 멘토로 카카오임팩트의 펠로우들과 카카오 개발자들이 참여한다.
또한 수업에서 실제로 제안된 프로젝트를 토대로, 임팩트 조직을 대상으로 기술 자문 및 지원을 진행한다. 이 밖에도 사회 문제 해결에 필요한 디지털 기술 개발과 기술 윤리 관련 연구도 함께 실행해 갈 계획이다.
카카오임팩트는 이번 우리 대학과의 업무 협약을 기점으로 올 하반기부터 '카카오 테크 캠퍼스'를 운영하는 유수의 대학을 비롯해, 서울 및 지역 거점 국립대학교 등과 추가 협약을 통해 테크 포 임팩트를 지속적으로 확장 및 추진할 예정이다.
카카오임팩트 홍은택 이사장은 "KAIST와의 이번 업무 협약을 계기로 기술이 사회문제 해결을 가속화하는데 기여할 수 있을 것으로 기대한다"며 "카오임팩트의 '테크 포 임팩트' 이니셔티브의 실현을 위해 카카오와의 협력 등 폭 넓은 연결과 지원을 꾸준히 이어갈 계획"이라고 말했다. 이광형 총장은 "KAIST 전산학부 학생들이 다양한 사회혁신가를 돕는 카카오임팩트와 함께, 기술로 더 나은 세상을 만드는 귀한 경험을 할 수 있을 것으로 기대한다"며 "앞으로 KAIST 전산학부 뿐만 아니라 국내 여러 대학의 학생들이 주체적으로 참여하고 만들어가는 프로그램으로 성장할 수 있도록 돕겠다"라고 전했다.
2023.03.02
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4차원에서 다른 두 2차원 곡면 발견
우리 대학 수리과학과 박정환 교수가 카일 헤이든(Kyle Hayden) 콜롬비아 대학교 교수, 김승원 서울대학교 연구원, 매기 밀러(Maggie Miller) 스탠포드 대학교 연구원, 아이작 선버그(Isaac Sundberg) 막스플랑크 연구소 연구원과 함께 40년간 해결되지 않았던 위상수학계 난제를 해결했다고 5일 밝혔다.
매듭이란 3차원 공간 안에 원이 꼬여서 들어가 있는 형태를 말한다. 물리적으로는 신발 끈을 복잡하게 묶은 후에 끈의 양 끝을 하나로 붙인 원을 생각하면 된다. 매듭은 1차원적 기하학적 대상이다. 그리하여 모든 매듭은 사이퍼트 곡면이라는 2차원 곡면의 경계가 되는데 하나의 매듭이 여러 개의 서로 다른 사이퍼트 곡면의 경계가 되기도 한다. 많은 경우 위상수학에서는 하나의 차원이 더 해지면 서로 달랐던 기하학적 대상들이 같아지고는 한다. 현재 인디애나 대학교에서 명예교수로 있는 찰스 리빙스턴(Charles Livingston)은 이런 현상이 사이퍼트 곡면에서도 일어날 것이라고 1982년에 추측하였다. 즉, 그는 어떤 매듭의 두 사이퍼트 곡면이 3차원에서는 다르더라도 4차원 공간에서는 항상 같아질 것으로 추측한 것이다. 이 추측의 하나의 배경은 다년간 3차원 공간에서 다르다고 증명되었던 수많은 사이퍼트 곡면들을 많은 수학자가 4차원 공간에서 관찰하였지만, 대부분의 경우 4차원 공간에서는 같아진다는 사실을 증명하였기 때문이다.
박 교수는 동료 연구자와 함께 리빙스턴 추측이 거짓이라는 사실의 증명을 하였다. 이 증명을 포함하고 있는 ‘4차원 공안의 사이퍼트 곡면(Seifert surfaces in the 4-ball)’ 논문을 최근 프리프린트(학술지 출판 전에 사전 공개되는 논문)로 공개했다.
이들은 <그림 1>에서 보이는 두 개의 사이퍼트 곡면을 사용하였다. 이 두 개의 사이퍼트 곡면은 <그림 2>의 닫힌곡면을 두 개로 나누어서 얻어진 것이다. 즉, <그림 2>는 이 두 개의 사이퍼트 곡면이 같은 매듭을 경계로 한다는 사실을 설명해 주고 있다.
이 두 개의 사이퍼트 곡면이 다르다는 사실은 두 가지의 다른 방법을 사용하여 증명하였다. 첫 번째 방법은 위상수학에서 기본적으로 사용되는 피폭 공간이라는 개념을 사용하였다. 두 번째 방법은 존스 다항식(Jones polynomial)을 일반화한 코바노프 호몰로지(Khovanov homology)를 사용하였다. 특히, 위 연구자들은 코바노프 호몰로지를 이용하여 4차원 공간 안의 2차원 곡면들에 관한 다양한 연구를 진행하고 있다. 예를 들어, 이번에 발표한 논문에는 위상적으로는 4차원에서 같아지지만 매끄러운 구조를 유지하면서 같아질 수 없는 두 개의 사이퍼트 곡면의 존재성도 증명하였다. 이는 4차원 공간에서만 일어나는 미묘하고 신비한 현상을 대변한다. 박 교수와 연구자들은 이 논문은 계기로 앞으로 4차원 공간의 2차원 곡면에 대한 더 활발한 연구를 할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
2022.07.05
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과기정통부, 메타버스 융합대학원 지원사업에 우리학교 선정
우리 대학이 과학기술정보통신부의 정보통신방송혁신인재 양성사업의 일환인 ‘메타버스 융합대학원 지원사업’에 최종 선정됐다.
이에 과기정통부는 올해 5억원, 이후 단계평가를 거쳐 연간 10억원, 최장 6년간 총 55억원을 우리 대학에 지원하고, 우리 대학은 올해 가을학기부터 메타버스 융합대학원을 설립해 운영할 예정이다.
메타버스 융합대학원에서는 ▲콘텐츠 기획·개발·사업화 교육과정 제공 ▲기업과 함께하는 문제해결형 프로젝트를 통한 실무역량 강화 ▲해외 공동 연구를 통한 글로벌 리더십 함양 ▲인문 사회, 문화예술, 산업 분야와 융합한 전문 교육 등을 수행한다.
이를 위해 공과대학, 기술경영대학, 인문사회융합과학대학 총 27명의 유수 교수진이 교육에 참여한다. 우리 대학 외에도 배순민 KT 융합기술원 AI2XL 연구소장, 하태진 버넥트 대표도 겸직교수로 참여해 산업현장 경험을 공유한다. 이후에도 지속적인 전임·겸임 교수진 충원을 통해 메타버스 산업의 ‘산학연 융합 플랫폼’으로 자리할 예정이다.
특히 눈여겨볼 점은 문지캠퍼스에 구축하는 ‘메타벌시티(Meta-versity)’이다. 메타강의실, 메타회의실, 다목적 메타스튜디오를 신설하여 학생들이 본원 캠퍼스 강의실을 오가지 않아도 자유롭게 교육, 연구를 수행하도록 지원한다. 이를 통해 국내·외 캠퍼스를 연계하고 시공간의 한계를 넘어 소통하는 ‘개방형 플랫폼’으로서의 역할을 기대하고 있다.
문화기술대학원 우운택 학과장은 “메타버스를 활용하는 사람에 대한 이해를 바탕으로 기술적, 경제적, 사회적 가치를 창조할 융합인재를 양성할 것”이라고 포부를 밝혔다.
이어 “프로젝트를 기반으로 한 실무형 인재를 양성하고, 협력 기업들이 신규 시장을 선도하도록 도울 것이다. 특히 스타트업 육성을 통해 대전과 우리 대학을 세계 최고의 메타버스 메카로 성장시킬 것”이라고 전했다.
한편, 대전시는 이번 우리 대학의 메타버스 융합대학원 유치를 위해 적극적인 지원을 아끼지 않았다. 김명수 대전시 과학부시장은 “대전이 국가 메타버스 산업 생태계의 중심도시로 나아가기 위해 KAIST 메타버스 융합대학원 관계자들과 지속 협력할 것이다. 이로써 대덕 특구 메타버스 융합클러스터 구축에 한 걸음 더 나아간 것”이라고 말했다.
2022.05.26
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세계 연구중심대학 총장회의 폐막
- KAIST, 서울 밀레니엄 힐튼호텔에서 ‘경계 없는 창의적인 교육’을 주제로 개최 -- 세계 연구중심대학들의 미래에 지향해야할 방향을 제시한 선언문 채택 -
우리 학교가 8일 오전 9시부터 서울 밀레니엄 힐튼호텔에서 개최한 제4회 ‘2011 세계 연구중심대학 총장회의’가 오후 6시 연구중심대학들이 미래에 지향해야 할 방향을 제시하는 원칙과 실천사항들을 담은 선언문 채택을 끝으로 성황리에 폐막했다.
KAIST가 주관한 이번 총장회의에는 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스(UC 버클리), 덴마크 공대, 독일 베를린공대, 영국 요크대, 홍콩과기대, 호주 퀸즈랜드대, 브라질 싱가폴 난양공대, 일본 동경대, 그리고 한양대, 이화여대 등 국내외 27개국 60여개 대학에서 70여명의 총장 및 부총장, 그리고 정부기관 및 대학관계자 등 120여명이 참석했다.
올해로 네 번째 열린 이번 총장회의 참가자들은 ▲사회를 변화시키기 위한 과학기술대학의 역할과 문제해결을 위한 참여과정 ▲신생대학을 위한 교육혁신 방안 ▲경계 없는 교육 ▲글로벌 자본시대에서의 대학의 역할’ 등 30여개의 다양한 주제발표를 통해 21세기 새로운 교육 패러다임과 모델을 제시하고 인성과 실력을 겸비한 미래의 지도자 양성을 위해 심도 있는 의견을 나눴다.
주제발표자로서는 외국인으로서 요르그 스타인바크(Jörg Steinbach) 독일 베를린공대 총장과 토드 라우슨(Tod A. Laursen) UAE 칼리파 과학기술연구대학(KUSTAR) 총장, 라스 팔레슨(Lars Pallesen) 덴마크공대 총장, 폴 그린필드(Paul Greenfield) 호주 퀸즈랜드대 총장 등이 참가했다.
특히, 이번 회의에 초청을 받은 로버트 비르기뉴(Robert J. Birgeneau) 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 총장은 ‘21세기 전 지구적 도전과제에 관하여’라는 주제로 강연했고 서남표 KAIST 총장을 비롯, 김재훈 삼성중공업 수석부사장, 배성근 교육과학기술부 국제협력관이 국내 발표자로 참가했다.
한편 ‘2011 세계 연구중심대학 총장회의’에 참석한 총장들은 회의 마지막에 지속적인 발전을 이루는데 필요한 기술을 갖춘 유능한 지도자를 양성하기 위해서는 현재의 교육패러다임을 바꾸는 것이 필요하다는 데에 의견을 같이하고 선언문을 채택, 발표했다.
참석자들이 발표한 선언문의 주요내용을 보면 급격한 사회적 변화와 기술발전에 부응키 위해서는 교육시스템의 변화가 필요하며 현재 인류가 직면한 문제해결을 위해 대학과 기업, 그리고 정부가 함께 힘을 합칠 수 있는 가능한 방법들을 모색해왔고 앞으로도 지속적으로 추진하겠다는 내용이 담겨있다.
참석자들은 또 선언문을 통해 개발도상국과 선진국 모두에 있는 빈곤층을 도와 인류의 전반적인 삶의 질을 향상시키기 위해 세계 과학기술대학들 간의 협력 네트워크를 더욱 발전시킬 것을 다짐했다.
이와 함께 이들은 에너지, 환경, 물, 식량 등 21세기 인류가 직면해 있는 핵심적 문제들을 해결하기 위해서는 세계적인 기업, 학계, 그리고 정부가 함께 추진하는 공동연구를 위한 준비가 더욱 가속화 돼야 하며 국제적인 단체들은 연구중심대학들이 이러한 방향으로 힘을 기울일 수 있도록 더욱 강력한 지원을 해줘야 한다고 촉구했다.
이들은 특히 기존의 지식기반 교육은 창의적이고 학생중심적이며 문제해결에 바탕을 둔 교육으로 전환돼야 한다고 강조하는 한편 KAIST가 IT기술을 기반으로 기존 강사중심에서 학생중심의 학습 환경으로 변화를 목표로 개발, 추진 중인 I-Four 교육시스템을 사례로 들고 세계 연구중심대학의 졸업생들이 사회경제적 변화의 요구에 부응키 위해서는 교육방법론에 있어 전반적인 변화가 필요하다고 강조했다.
►2011 세계 연구중심대학 총장 회의 선언문
2011 년 11 월 8 일
2008 년 창립된 세계 연구중심대학 총장회의는 연구중심대학들과, 정부 그리고 산업계의 대표자들과 지도자들이 함께 모여 의견을 교환하기 위한 장을 마련하는 데 핵심적 역할을 해왔습니다.
참석자들은 글로벌 이슈들을 해결하는데 도움이 되는 기술적 발전을 효율적으로 활용하는 한편, 전 세계 연구중심대학들간의 협력과 능률성을 증진시키기 위한 네트워크를 더욱 공고히 하는데 필요한 발판을 마련하기 위해 다양한 방법들을 모색해왔습니다.
주요한 목표로, 참석자들은 지속적인 발전을 이루는 데 필요한 기술을 갖춘 유능한 지도자를 양성하기 위해서는 현재의 교육 패러다임을 바꾸는 것이 필요하다는 데에 의견을 같이 하고 있습니다. 이것은 연구중심대학들이 미래에 지향해야 할 방향을 제시하는데 꼭 필요한 것입니다.
이같이 중요한 목표를 추구하는데 있어, 우리는 다음의 원칙들과 실천사항을 지지합니다.
♦변화의 필요성
급격한 사회적 변화와 기술적 발전에 부응하기 위해서는 현재 전 세계적으로 통용되는 교육시스템은 바뀌어야 합니다. 최근에 진행되고 있는 기술적 발전은 좀 더 효율적인 방식으로 추진할 필요가 있습니다. 즉, 대학의 잠재력과 사회에 미치는 영향력을 극대화 할 수 있는 방향으로 자원이 효율적으로 활용되어야 합니다.
♦공동의 문제를 해결하기 위한 폭넓은 협력
연구대학들은 현재 인류가 직면하고 있는 문제들에 대한 인식과 우려에 뜻을 같이하고 있습니다.
우리는 전 세계적으로 적용될 수 있는 실행 가능한 해결책을 찾기 위해 대학과 기업, 그리고 정부가 함께 힘을 합칠 수 있는 가능한 방법들을 모색해왔고, 앞으로도 지속적으로 그렇게 할 것입니다.
♦교육의 새로운 포커스
기존의 지식기반 교육은 창의적이고, 학생 중심적이며, 문제해결에 바탕을 교육으로 전환되어야 합니다. 한 예로, KAIST 의 I-Four 교육은 IT 기술을 기반으로 하여 개별화되고, 통합적이며, 국제화된 교육시스템으로, 강사 중심의 학습 환경을 학생을 중심으로 한 학습 환경으로 바꾸는 것을 목표로 하고 있습니다. 좀 더 광범위하게 말해, 전 세계 연구중심대학의 졸업생들이 사회경제적 변화의 요구에 부응하기 위해서는 교육 방법론에 있어 전반적인 변화가 필요하다는 것입니다.
♦연구의 핵심적 역할에너지, 환경, 물, 식량, 그리고 지속가능성을 계속 공급하고 보존하는 것을 포함하는 21 세기의 핵심적 문제들을 해결하기 위해서는 세계적인 기업, 학계 그리고 정부가 함께 추진하는 공동연구를 위한 준비가 더욱 가속화되어야 합니다. 국제적인 단체들은 연구중심대학들이 이러한 방향으로 힘을 기울일 수 있도록 더욱 강력한 지원을 해주어야 합니다.
♦범세계적 요구를 충족시키기 위한 네트워크
우리는 전 세계 과학기술대학들간의 협력 네트워크를 더욱 발전시키기 위한 노력을 더욱 집중적으로 꾸준히 해 나갈 것입니다. 그렇게 함으로써 정보와 자원, 그리고 연구 인력간의 교류를 더욱 활성화시켜, 과학 기술의 범세계적인 발전을 이룰 수 있습니다. 이러한 노력의 궁극적인 목적은 개발도상국과 선진국 모두에 있는 빈곤층을 도와 인류의 전반적인 삶의 질을 향상시키는 것입니다.
이 선언문은 2011 년 세계연구중심대학 총장회의의 대표자들을 대신하여 작성되었습니다. 본인은 이 선언문의 내용을 지지하는 바입니다.
2011.11.08
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유룡 교수, 벌집 모양 규칙적 구조의 제올라이트 개발
- 사이언스誌 발표,“제올라이트 학계의 20여년 숙원 과제 해결!”-
우리 학교 화학과 유룡 교수 연구팀은 벌집모양의 메조나노기공과 보다 미세한 크기의 마이크로나노기공이 규칙적으로 배열되어 있는 ‘육방정계 구조규칙적 위계나노다공성 제올라이트’ 신물질을 개발하는데 성공하였다.
유 교수팀은 2009년 나노판상형태의 초박막 제올라이트 물질을 합성하여 세계 최고 권위의 과학 학술지인 네이처誌에 게재한데 이어, 벌집모양의 메조나노기공을 갖는 제올라이트 물질의 개발 성과로 사이언스誌 2011년 7월호(7월 15일자)에 논문을 게재하여 제올라이트 연구의 우수성과 학술적 중요성을 모두 인정받았다.
제올라이트는 가솔린 생산을 비롯하여 석유화학산업 전반에 걸쳐 세계적으로 가장 널리 이용되는 촉매물질이다. 촉매는 다양한 화학 반응에서 사용되어 반응을 촉진시킴은 물론, 반응 시간을 단축시켜 경제성을 높이는 데 활용되는 물질이다. 화학 산업 분야에서 사용되는 촉매 물질들은 사용 후 분리를 용이하게 하기 위해 주로 고체 형태로 이루어진 촉매를 사용하는데, 제올라이트는 현재 사용되고 있는 다양한 고체 촉매들 중에서 40% 이상을 차지할 정도로 매우 높은 비율로 다양한 화학 산업 전반에 걸쳐 이용되고 있는 물질이다. 때문에, 제올라이트의 촉매 효율을 높일 경우, 이에 따른 경제적 효과는 막대하다고 할 수 있다.
기존에 산업 전반 분야에 사용되고 있는 일반 제올라이트 촉매 물질들은 내부에 무수한 미세구멍(나노세공)들이 규칙적으로 뚫려 있지만 그 직경이 매우 작아 반응 대상 분자의 확산 속도가 느리기 때문에 촉매활성이 낮은 단점이 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 미세한 마이크로나노기공과 그 보다 큰 직경의 메조나노기공이 동시에 규칙적으로 배열*되어 있는 제올라이트 물질을 합성하였다. 이러한 구조의 물질은 제올라이트 학계에서 수많은 연구자들이 합성하고자 지난 20여 년 이상을 시도해온 물질로서, 이번에 유 교수팀이 드디어 제올라이트 학계의 20여 년 동안의 숙원 과제를 해결하는 방법을 제시한 것이다. * 작은 도로만 있어 교통체증이 심한 대도시에 큰 도로와 작은 도로를 유기적으로 구성하는 도시계획을 수립, 시행함으로써 원활한 교통 흐름을 만들어 내는 원리와 같다. 크고 작은 나노세공이 유기적으로 연결된 제올라이트 내부에서 분자의 흐름이 훨씬 수월해진다.
이번에 개발한 제올라이트 물질은 연구팀이 특수 설계한 계면활성제를 사용하여 합성할 수 있었다. 이 계면활성제는 머리 부분에 제올라이트 마이크로 기공 유도체를 포함하여 제올라이트 골격의 형성을 유도하고, 소수성 꼬리 부분은 제올라이트의 마이크로 기공보다 더 큰 메조 기공을 벌집 구조 모양으로 배열할 수 있도록 하였다. 지금까지 알려져 있는 제올라이트 합성 원리는 하나의 기공 유도 분자가 하나의 매우 작은 마이크로 기공을 유도했던 반면에, 본 연구팀이 개발한 방법은 하나의 분자가 서로 다른 크기의 기공을 규칙적으로 유도한다는 점에서 기존의 방법과 차별화된다.
유교수팀이 세계 최초로 2009년에 개발한 2 nm 극미세 두께의 나노판상형 제올라이트가 2차원적인 형태로 이루어진 물질이었다면, 이번에 합성에 성공한 ‘육방정계 구조규칙적 위계나노다공성 제올라이트’는 3차원적 구조 규칙성을 띤 나노구조물로 지금까지 볼 수 없었던 이상적이고 안정적인 벌집 구조를 갖고 있다.
때문에, 새로 개발한 제올라이트는 산업적으로는 중요하지만 커다란 분자 크기 때문에 기존의 제올라이트를 사용하기 쉽지 않았던 물질의 촉매로 사용할 수 있게 되었다.
유룡 교수는 “이번에 개발한 제올라이트는 지금까지 볼 수 없었던 이상적이고 안정적인 기공구조를 갖고 강한 산성을 띠고 있어 기존의 제올라이트의 단점을 충분히 보안한 물질이다. 따라서 앞으로 산업적으로 중요한 많은 고부가 가치 반응에서 고성능 촉매로 사용될 수 있을 것으로 기대한다. 뿐만 아니라, 이번 연구를 통해 본 연구단이 개발한 합성 방법이 여러 종류의 제올라이트에도 적용이 가능함을 보이면서 앞으로 200여 가지가 넘는 기존의 제올라이트들의 단점도 해결할 수 있을 것이다.”고 연구의의를 밝혔다.
이번 논문의 제1저자인 나경수 박사는 성균관대학교 화학과를 조기졸업하고 KAIST에서 석사와 박사를 4년 반만에 마친 수재다. 지난 2월에는 KAIST 우수 박사학위 논문상을 수상하기도 했으며, 현재 유룡 교수가 맡고있는 KAIST 화학과 기능성 나노물질 연구단에서 박사후 과정 중이다.
[그림1] ‘육방정계 구조규칙적 위계나노다공성 제올라이트’의 주사 전자현미경 사진. 균일한 두께와 길이의 뾰족한 바늘 모양의 결정들이 전 영역에 걸쳐 고루 존재하는 것을 볼 수 있다.
[그림2] ‘육방정계 구조규칙적 위계나노다공성 제올라이트’의 투과 전자현미경 사진
2011.07.15
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S/W전문가과정 맞춤교육으로 산업계에서 큰 인기
우리학교가 산업체에서 요구하는 실용적 문제해결 능력을 갖춘 창의적 소프트웨어 전문가를 양성하는 맞춤 과정이 큰 인기를 끌고 있다.
(사진 : 소프트웨어전문가 석사과정 학제전공 책임교수 김진형)
우리학교의 소프트웨어 전문가 석사과정은 3년 이상의 현장 실무 경력자를 대상으로 하는 교육과정이다. 지난해 개설 당시 9명이 국비 장학생으로 선발됐다. 이들은 여름과 겨울 학기를 포함한 4학기 동안 고강도의 교육 훈련을 성공적으로 마치고, 소프트웨어 전문가 자격으로 기업체 인턴으로 파견됐다.
이들의 프로젝트는 매주 1회씩 학교 방문, 교수의 현장방문 그리고 온라인을 통해 진행 상황을 점검 받는다. 6~8개월간의 개발 결과는 기업 임원을 포함하는 심사위원회의 엄정한 평가를 받게 되며, 심사에 통과하면 공학석사학위가 수여된다.
이러한 교육과정이 알려지자 소프트웨어 전문가를 희망하는 실무 경력자들의 많은 호응이 있었다. 2005학년도 입시는 높은 경쟁률을 기록, 최종 18명의 신입생이 선발됐다. 이 중, 삼성전자와 LG전자 등의 대기업에서 파견하여 맞춤교육을 위탁한 직원도 다수 포함되어 있다. 산업체에서는 앞으로 이러한 위탁 교육생 규모를 늘릴 것을 요구하고 있으며, 우리학교는 2006학년도부터 년 30명 수준으로 입학 규모를 확대할 예정이다.
2005.03.15
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